Введение

Радиотелескоп в пустыне Атакама, север Чили

Эксперимент "Атакама Патфайндер" (APEX) — радиотелескоп, расположенный на высоте 5064 метра над уровнем моря в обсерватории Льяно-де-Чайнантор в пустыне Атакама на севере Чили, в 50 км к востоку от Сан-Педро-де-Атакама. Он построен и эксплуатируется тремя европейскими исследовательскими институтами. Основное зеркало имеет диаметр 12 м и состоит из 264 алюминиевых панелей со средней точностью поверхности 17 микрометров (rms). Телескоп был официально открыт 25 сентября 2005 года. Телескоп APEX является модифицированным прототипом антенны ALMA (Atacama Large Millimeter Array) и находится на территории обсерватории ALMA. APEX предназначен для работы в субмиллиметровом диапазоне длин волн, от 0,2 до 1,5 мм — между инфракрасным светом и радиоволнами — и для поиска объектов, которые ALMA сможет изучить более детально. Субмиллиметровая астрономия открывает окно в холодную, пыльную и далёкую Вселенную, однако слабые сигналы из космоса сильно поглощаются водяным паром в атмосфере Земли. Чайнантор был выбран в качестве места для телескопа, поскольку этот регион — один из самых сухих на планете и расположен более чем на 750 м выше обсерваторий на Мауна-Кеа и на 2400 м выше Очень Большого Телескопа (VLT) на Серро-Паранале. APEX был результатом сотрудничества между Институтом радиоастрономии Макса Планка (MPIfR) (55%), обсерваторией Онсала (OSO, 13%) и Европейской южной обсерваторией (ESO, 32%). В настоящее время это отдельный проект MPIfR, размещаемый и управляемый ESO от имени MPIfR.

Наука

Субмиллиметровая астрономия – относительно малоизученная область астрономии, открывающая Вселенную, невидимую в привычном видимом или инфракрасном свете. Она идеально подходит для изучения "холодной Вселенной": свет на этих длинах волн исходит от огромных холодных облаков в межзвездном пространстве, с температурой всего на несколько десятков градусов выше абсолютного нуля. Астрономы используют этот свет для изучения химических и физических условий в этих молекулярных облаках – плотных областях газа и космической пыли, где рождаются новые звезды. В видимом свете эти области Вселенной часто оказываются темными и скрытыми из-за пыли, но они ярко светятся в миллиметровом и субмиллиметровом диапазоне спектра. Этот диапазон длин волн также идеально подходит для изучения некоторых из самых ранних и самых далеких галактик во Вселенной, свет которых претерпел красное смещение в эти более длинные волны. Недавние наблюдения с помощью APEX привели к первому в истории обнаружению перекиси водорода в космосе, первому изображению пылевого диска, плотно окружающего массивную молодую звезду, что является прямым доказательством того, что массивные звезды формируются так же, как и их менее массивные аналоги, а также к первым прямым измерениям размеров и яркости областей звездообразования в очень далекой галактике. APEX также участвует в глобальной сети mm VLBI и в телескопе Event Horizon (EHT). Проект EHT получил первое прямое изображение черной дыры. Обнаружение в мае 2012 года квазара 3C 279 на длине волны 1,3 мм на базовой линии 9386 км между APEX и SMA на Гавайях установило мировой рекорд по угловому разрешению: 28,6 микросекунд дуги. Все данные, полученные ESO и шведскими APEX, хранятся в архиве ESO. Эти данные соответствуют стандартным правилам архива ESO, то есть они становятся общедоступными через год после предоставления главному исследователю проекта.

Инструменты

APEX, крупнейший однозеркальный телескоп субмиллиметрового диапазона длин волн, работающий в южном полушарии, оснащен комплексом инструментов для астрономических наблюдений, важнейшим из которых является LABOCA – Большая камера APEX Bolometer. LABOCA использует матрицу из чрезвычайно чувствительных микрокалориметров, известных как болометры, для регистрации субмиллиметрового излучения. Состоящая почти из 300 элементов, на момент ввода в эксплуатацию в 2007 году LABOCA была крупнейшей в мире болометрической камерой. Для регистрации незначительных изменений температуры, вызванных слабым субмиллиметровым излучением, болометры охлаждаются до доли градуса выше абсолютного нуля (300 милликельвин – минус 272,85 градусов Цельсия). Высокая чувствительность LABOCA в сочетании с широким полем зрения (11 угловых минут, что составляет треть диаметра полной Луны) делает ее незаменимым инструментом для получения изображений субмиллиметровой Вселенной. Телескоп APEX состоит из трех "приемных" установок: Кассегрена, Насмита А и Насмита В.